数字电路ATPGS实现的关键技术研究

　　1　数字电路测试的基本概念

　　1.1　功能测试

　　测试是数字电路研制的重要环节之一。通过测试,能正确、全面反映器件的各项参数和功能,对器件的硬件故障做出判断,从而达到验证设计、指导工艺的目的。

　　所谓功能测试是检测电路是否完成所设计的逻辑,是否完成了预定的逻辑功能。功能测试可以在工作频率下进行,也可以进行低速功能测试;它是在被测电路上加上规定的条件,然后判断电路是否异常。数字电路功能测试框图如图1所示。

　　1.2　测试生成

　　数字集成电路的测试生成问题可以描述为:对一个给定的电路C和它的一个合理的故障集F,寻找C的一个输入矢量序列Tc(F),使得Tc(F)能够检测F中所有可测故障。因此,测试生成本身是一个过程,它包括为F中的每个故障寻找一个测试矢量序列或判断该故障为不可测。指导这个过程进行的方法称为测试生成算法,而针对电路中的一个故障或一组故障有目的地生成测试向量的算法称为面向故障的测试生成算法,与之相对的有不面向故障的测试生成算法,如伪穷举测试生成、随机测试和临界路径跟踪算法。

　　2　D算法

　　2.1　D算法的基本概念

　　D算法是基于集合理论的多路径算法, 1966年由Roth正式提出并解释,它是关于非冗余组合数字集成电路测试生成的第一个算法,除了用到路径扫描法中的几个主要操作过程,D算法还有其自身的一系列术语:

　　2.2　D算法的基本步骤

　　D算法可以分为3大步骤:

　　(1)故障激活,即使故障的影响能反映出来。某线s-a-1故障的激活条件是使该线出现1值的原始输入矢量;某线s-a-0故障的激活条件是使该线出现0值的原始输入矢量。具体做法是:选择故障的一个原D立方作为初始测试D立方。

　　(3)反向跟踪,也叫一致性操作,即将当前的测试D立方与有关元件的奇异立方进行D交,目标是求得电路中尚未确定的信号值。一致性操作要进行到求得电路原始输入端的一组无矛盾的值为止,这组输入值就是所求的一个测试矢量。

　　2.3　D算法的应用举例

　　例1　求图2所示电路故障X1(s-a-0)的测试矢量集

　　联合上面几式可以求得故障X1(s-a-0)的测试矢量集为:

　　3　数字电路测试的关键技术

　　3.1　故障模型

　　在数字电路测试中最重要的模型是故障模型,故障模型是一系列表示所有可能发生的失效行为的故障或故障类的集合。好的模型是设计和分析的前提和基础。

　　3.2　故障仿真

　　故障仿真是面向一个电路求一组故障测试集,并检验这些测试矢量在检测或定位故障时的有效性,同时还可确定测试集的故障覆盖情况,因此故障仿真是数字电路故障诊断技术中的一个必不可少的重要环节。